Марганец туралы реферат қазақша

Марганец — химиялық элемент. Марганец — d-элемент VII тобының периодтық жүйесінің, конфигурациялы валентных электрондардың 3d54s2. 3d 4s 4p ( ( ( ( ( (( Кейбір, бұл туралы мәліметтер элементі төменде келтірілген: Атом массасы 54,9380 Валентные электрондар 3d54s2 Металл атом радиусы, нм 0,130 Шартты радиусы ион Mn2+, нм 0,052 Шартты радиусы ион Mn7+, 0,046 нм Иондану энергиясы Mn0 ( Mn+, эВ 7,44 Мазмұны жер қыртысында мол. үлесі, % 3,2(10-2 Табиғи изотоптар 55Mn (100%) Айырмашылығы p-элементтер, марганец құрады химиялық байланыс есебінен орбиталей және сыртқы предвнешнего кванттық қабаттар есебінен 3d, 4s — және 4p — орбиталей. Үшін марганец тән тотығу дәрежесі +2, +4 және +7, егер тұрақты емес байланыстыратын электрондық конфигурациясы d5 немесе d3, сондай-ақ d0. Бар қосылыстар марганец, онда ол танытады тотығу дәрежесі 0,+3, +5 және +6. Үшін марганец неғұрлым тән болып табылады үйлестіру саны 6 мен 4. Әсері, тотығу дәрежесі және оған жауап беретін электрондық конфигурация атом құрылымына кешендері (құрылымдық бірлік) марганец көрсетілген 1-кестеде көрсетілген. Өсуімен тотығу дәрежесі у марганец үрдісі білім анионных кешендері артады, ал катионных құлайды (күшейіп, олардың сипаты бинарлы қосылыстар). 1-кесте Тотығу дәрежесі және кеңістіктік конфигурациясы кешендері (құрылымдық бірлік) марганец Дәрежесі тотығу Электрондық конфигурациясы Кооррдина-ялық саны Кеңістіктік конфигурациясы кешен Мысалдар қосылыстар 0 d7 6 Октаэдр Mn2(CO)10 Дәрежесі тотығу Электрондық конфигурациясы Кооррдина-ялық саны Кеңістіктік конфигурациясы кешен Мысалдар қосылыстар +2 d5 4 6 Тетраэдр Октаэдр [MnCl4]2- [Mn(OH2)6]2+, [MnF6]4-, MnO, MnF2, MnCl2, Mn(OH)2 +3 d4 6 Октаэдр Mn2O3 +4 d3 6 Октаэдр MnO2 +6 d1 4 Тетраэдр [MnO4]2- Үшін химия марганец өте тән тотығу-тотықсыздану реакциялар. Бұл ретте қышқыл ортасы құруға ықпал катионных кешендері Mn (II), ал сильнощелочная сәрсенбі — анионных кешендері Mn (VI). Бейтарап ортада (сондай-ақ слабокислой және слабощелочной) тотығу-тотықсыздану процестеріне құрылады туынды Mn (IV) (көбінесе MnO2). 2. Табиғи ресурстар. Марганец принадлежит — өте көп тараған элементтер құрай отырып, 0,03% жалпы санынан атомдар жер қыртысының. Арасында ауыр металдар (атомдық салмағы 40-тан астам), оларға мыналар жатады барлық элементтері өтпелі қатарлар, марганец орын алады таралуы жер қыртысында үшінші орын артынан темірмен және титанмен. Аз мөлшерде марганец қамтиды көптеген тау жыныстары. Сонымен қатар, кездеседі және оның жиналуы оттегі қосылыстар, негізінен түрінде минералдың пиролюзит — MnO2. Үлкен маңызы бар сондай-ақ, минералдар гаусманит — Mn3O4 және браунит — Mn2O3. 3. Алу. Таза марганец алынуы мүмкін ерітінділердің электролизімен оның тұздары. Алайда, өйткені 90% барлық өндіру марганец тұтынылады дайындау кезінде әр түрлі негізіндегі қорытпалар темір, кендерді, әдетте, выплавляют тікелей оның высокопроцентный темірмен қорытпасы — ферромарганец (60-90% Mn және 40-10% — Fe). Қорытуға ферромарганец қоспасынан марганцовых және темір кендерін жүргізеді электр пештерінде, оның үстіне марганец көміртегімен қалпына келтіріледі бойынша реакция: MnO2 + 2C + 301 кДж = 2СА + Mn Саны аз металл марганец зертханада оңай дайындауға алюмотермическим әдісімен: 3Mn3O4 + 8Al = 9Mn + 4Al2O3; (H0 = -2519 кДж 4. Марганец — қарапайым заттар мен қасиеттері. Марганец — күмісті-ақ түсті қатты сынғыш металл. Белгілі төрт кристалды түрлендіру марганец, олардың әрқайсысы термодинамически тұрақты белгілі бір температуралар аралығында. Төмен 7070 Бастап тұрақты (-марганец бар күрделі құрылымы — оның элементарную ұяшыққа кіреді 58 атомдар. Құрылымының күрделілігі марганец төмен температурада 7070 С негіздейді оның хрупкость. Кейбір физикалық тұрақтылар марганец төменде келтірілген: Тығыздығы, г/см3 7,44 Т. Пл., 0С 1245 Т. кип., 0С ~2080 S0298 Дж/град(моль 32,0 (Нвозг. 298, кДж/моль. 280 E0298 Mn2+ + 2e = Mn, -1,78 Қатарында кернеу марганец орналасады дейін сутегі. Ол өте белсенді өзара іс-қимыл жасайды разбавленной HCl және H2SO4.Сәйкес тұрақты тотығу дәрежесі бар өзара іс-қимыл марганец с разбавленными қышқылдар әкеледі катионного аквокомплекса [Mn(OH2)6]2+: Mn + 2OH3- + 4H2O = [Mn(OH2)6]2+ + H2 Салдарынан өте жоғары белсенділік, марганец оңай тотығады, ерекшеліктері, ұнтақ күйінде қыздырған кезде оттегімен, сұр, галогенами. Шағын металл ауада тұрақты, өйткені жабылады оксидной пленкамен (Mn2O3), ол, өз кезегінде, кедергі одан әрі металды тотықтандыру. Одан да тұрақты пленка құрылады әсері кезінде марганец суық азот қышқылы. Үшін Mn2+ тән емес өндеудегі комплекс түзу қарағанда, басқа d-элементтер. Бұл электрондық конфигурациясына d5 ион Mn2+. » высокоспиновом кешенінде электрондар толтырады, бір-бірден барлық d-орбитали: t2g eg Mn2+ ( ( ( ( ( Нәтижесінде, орбиталях ұсталады d-электрондар да жоғары, сондай-ақ төмен қуатпен жиынтық ұтыс энергиясын, келісілген іс-әрекетпен өріс лигандов, нөлге тең. 5. Қосылыстар Mn (II) Үшін марганец (II) тән үйлестіру саны алты, сәйкес келеді октаэдрическому орналасуы байланыстар. Қосылыстар Mn (II) парамагнитны және қоспағанда, цианидтер, құрамында бес непарных электрондар. Құрылысы высокоспиновых октаэдрических кешендері Mn (II) сәйкес келесі электрондық конфигурациясы: [(ѕсв]2[(рсв]6[(dсв]4[(d]3[(dразр]2 — — — — ( ( ( ( ( (( (( (( (( (( (( Бинарлық қосылыстар марганец (II) — кристалды заттар үйлестіру немесе слоистой тормен. Мысалы, MnO және MnS бар құрылымы NaCl типті, құрылымдық типі рутила жатады MnF2 (қараңыз. сур.1), слоистую құрылымы бар MnCl2, Mn(OH)2 (суретті қараңыз).2). Сур.1. Үйлестіру тор типті рутила кристалл MnF2 Mn F Сур.2. Құрылым қабатының MnCl2 Mn Cl Көптеген тұздар Mn(II), жақсы растворимы суда. Аз растворимы MnO, MnS, MnF2, Mn(OH)2, MnCO3 және Mn3(PO4)2. Кезінде еріту және судағы тұзды Mn(II) диссоциируют құра отырып, аквокомплексы [Mn(OH2)6]2+, придающие ерітіндісі қызғылт түске бояу керек. Осындай түсті кристаллогидраттары Mn(II), мысалы, Mn(NO3)2 ( 6H2O, Mn(ClO4)2 ( 6H2O. Химиялық қасиеттері бойынша бинарлық қосылыстар Mn(II) амфотерны (басым белгілері негізгі қосылыстар). Реакцияларда өзгеріссіз тотығу дәрежесі, олар үшін неғұрлым тән көшу катиондық кешендері. Мысалы, оксиді MnO және гидроксиді Mn(OH)2, оңай өзара іс-қимыл жасайды қышқылдары: MnO + 2OH3+ + 3H2O = [Mn(OH2)6]2+ Со сілтілермен олар жауап берсе, тек жеткілікті түрде қатты және ұзақ қыздыру: Mn(OH)2 + 4OH- = [Mn(OH)6]4- Бірі гидроксоманганатов (II) бөлінген бос күйінде K4[Mn(OH)6], Ba2[Mn(OH)6] (қызыл түсті) және кейбір басқа. Барлық олар су ерітінділерде толық бұзылады. Сол себепті де металл марганец, бірде оның оксиді және гидроксиді әдеттегі шарттары сілтілер жоқ өзара іс-қимыл жасайды. Оксиді MnO (сұр-жасыл түсті, көлемі 17800 C) ауыспалы құрам (MnO-MnO1,5), ие полупроводниковыми қасиеттері бар. Оны әдетте алады, нагревая MnO2 сутегі атмосферасында немесе термиялық разлагая MnCO3. Өйткені MnO сумен өзара іс-қимыл жүргізбейді, Mn(OH)2 (ақ түсті) алады, жанама жолмен — әрекетімен сілтілер арналған тұз ерітіндісі Mn (II): MnSO4 (р) + 2KOH (р) = Mn(OH)2 (т) + K2SO4 (р) Қышқылды белгілері қосылыстар Mn (II) қызығушылық өзара іс-қимыл кезінде бір-біріне ұқсас туынды сілтілік металдар. Мәселен, нерастворимый суда Mn(CN)2 (ақ түсті) есебінен комплекс ериді қатысуымен KCN: 4KCN + Mn(CN)2 = K4[Mn(CN)6] (гексацианоманганат (II)) Осыған ұқсас реакциялар жүреді: 4KF + MnF2 = K4[MnF6] (гексафтороманганат (II)) 2KCl + MnCl2 = K2[MnCl4] (тетрахлороманганат (II)) Көпшілігі манганатов (II) басқа да кешенді цианидтер) сұйылтылған ерітінділерінде ыдырайды. Әрекеті кезінде тотықтырғыш туынды Mn (II) танытады қалпына келтіру қасиеті. Осылайша, сілтілік ортада Mn(OH)2 оңай тотығады, тіпті молекулярным ауа оттегімен, сондықтан тұнба Mn(OH)2, алынатын жөніндегі реакциясынан, тез темнеет: +2 +4 6Mn(OH)2 + O2 = 2Mn2MnO4 + 6H2O «Сильнощелочной ортада тотығуы жүреді білімі бар оксоманганатов (VI) — туынды кешенін MnO42-: +2 +5 +6 -1 3MnSO4 + 2KClO3 + 12KOH = 3K2MnO4 + 2KCl + 3K2SO4 + 6H2O сплавление Күшті тотықтырғыштар, мысалы, PbO2 (окисляет қышқыл ортада), ауыстырады қосылыстар Mn (II) оксоманганаты (VII) — туынды кешенін MnO-4: +2 +4 +7 +2 +2 2MnSO4 + 5PbO2 + 6HNO3 = 2HMnO4 + 3Pb(NO3)2 + 2PbSO4 + 2H2O Соңғы реакция пайдаланылады аналитикалық тәжірибеде қалай сапалы реакция қосылыстар марганец. 6. Қосылыстар Mn (III) Қыздыру кезінде кез келген оксиді немесе гидроксиді марганец дейін 10000 C түзілетін қара кристалдар гаусманита Mn3O4. Бұл шпинель Mn(II)Mn(III)2O4. Тотықтыру кезінде Mn(OH)2 ауада құрылады гидратированный оксиді, кептіру кезінде оның сонда MnO(OH)2. Ион трехвалентного марганец ерітіндісінде алуға болады электролитическим немесе персульфатным окислением Mn2+, сондай-ақ қалпына келтіру кезінде MnO-4. » жоғары концентрацияларда оны алуға болмайды, себебі ол қалпына сумен. «Слабокислых ерітінділерде анық көрсетілген үрдісі — гидролизу және диспропорционированию: 2Mn3+ + 2H2O = Mn2+ + MnO2 (тв.) + 4H+ K ( 109 Қара-қоңыр кристалды ацетилацетонат трехвалентного марганец оңай шығады тотықтыру кезінде Mn2+ оттегі немесе хлормен щелочном» қатысуымен ацетилацетона. Негізгі ацетаты с трехкоординированным атомом оттегі ортасында, ол алады әрекетімен KMnO4 арналған ацетаты Mn2+ сірке қышқылында, окисляет олефиндер дейін лактонов. Ол пайдаланылады өнеркәсіп үшін тотығу толуол » фенол. Кешендері, үш — және четырехвалентного марганец ойнайды, сірә, маңызды рөл фотосинтезе, бөлу және оттегінің болуына байланысты марганец. 7. Қосылыстар марганец биологиялық жүйелердегі Марганец өте қызықты биохимиялық қатысты. Нақты талдаулар «Артық қарсы нормалары мөлшерде марганцовые қосылыстар қолданылады қалай улар, оятатын созылмалы улану. Соңғы болуы мүмкін негізделген вдыханием бар бұл қосылыстар шаң. Көрінеді ол әр түрлі бұзылыстары, жүйке жүйесінің, әрі дамуда ауруы өте баяу. Марганец қатарына жатады аздаған элементтерін қабілетті болды сегіз түрлі жағдайларда тотығу. Алайда, биологиялық жүйелердегі жүзеге асырылуда, тек осы жай-күйлер: Mn (II) және Mn (III). Көптеген жағдайларда Mn (II) үйлестіру саны 6 және октаэдрическое ортасы, бірақ ол сондай-ақ, мүмкін, бес — және семикоординационным (мысалы, [Mn(OH)2ЭДТА]2-). Жиі кездесетін у қосылыстар Mn (II) бозғылт-қызғылт бояу байланысты высокоспиновым жағдайын ион d5, иеленуші ерекше орнықтылықпен ретінде конфигурациясы отырып жартылай толтырылған d-орбиталями. «Неводном ортада ион Mn (II) қабілетті сондай-ақ, тетраэдрической үйлестіру. Үйлестіру химия Mn (II) және Mg (II) ие белгілі сходством: екі катиона қалайды ретінде лигандов салыстырмалы әлсіз донорлар, мысалы, карбоксильную және фосфатную. Mn (II) мыналармен ауыстыру Mg (II) кешендердегі ДНК, бұл процестер матрицалық синтез жалғастыруда шығарса, дегенмен береді өзге де азық-түлік. Незакомплексованный ион Mn (III) тұрақсыз су ерітінділерінде. Ол окисляет су, сондықтан бұл ретте құрылады Mn (II) және оттегі. Есесіне көптеген кешендері Mn (III) өте тұрақсыз (мысалы, [Mn(C2O4)3]3- — оксалатный кешені); әдетте октаэдрическая үйлестіру, оларға бірнеше искажена салдарынан әсерге Яна — Теллера. Бұл фотосинтез » шпинате мүмкін болмағанда, Mn (II); бәлкім, сол да қатысы бар басқа да өсімдіктер. Адам ағзасына марганец түседі бастап өсімдік азық-түлік; ол белсендіру үшін қажет бірқатар ферменттердің, мысалы дегидрогеназ изолимонной және алма қышқылдарының және декарбоксилазы пирожүзім қышқылы. 8. Қолдану Марганец маңызды рөл атқарады және табады кең қолдану металлургия ретінде қосымша болды, улучшающая оның қасиеттері. Өйткені марганец ие үлкен сродством — сері қарағанда, темір ((G0f үшін MnS және FeS тиісінше сияқты -218 және -101 кДж/моль) болса, онда енгізу кезінде ферромарганец» расплавленную болат растворенная онда күкірт байланысады сульфид MnS, ол металда ериді және кетеді шлак. Осылайша алдын білімі кезде затвердевании болды прослоек арасындағы кристалдарынан тұрады келген сульфидінің темір, айтарлықтай төмендететін беріктігі болат және оны ломкой, әсіресе жоғары температурада. Жоқ прореагировавший күкіртпен марганец қалады, одан да жақсартады және оның қасиеттері. Басқа күкірт, марганец байланыстырады еріген» болаттың оттегі, қатысуы, сондай-ақ жағымсыз. Марганец болат бар жоғары төзімділігі соққыларға және истиранию (мазмұны, ондағы марганец байланысты маркалы құрайды 0,3 -14%). Техникада пайдаланады басқа да көптеген қорытпалар марганец. Қорытпа Гейслера (Al — Mn) дайындайды өте күшті тұрақты магниттер. Манганин (12% Mn, 3% Ni, 85% Cu) ие болмашы ғана шағын температуралық коэффициентімен электр кедергі және басқа да бағалы электротехникалық қасиеттері бар. Арқасында пайдалану манганиновых кедергілерді электр өлшеу аспаптары бойынша анықтау кезінде потенциалдар (( қол дәлдігі 10-4% және одан жоғары. Өйткені эксперименттік анықтау әдістері көптеген физикалық-химиялық параметрлерін негізделген өлшеу ((дәлдігі белгіленген физика-химиялық тұрақтылар» белгілі бір дәрежеде негізделген айрықша қасиеті манганина. Диоксиді марганец MnO2 кеңінен ретінде пайдаланылады окислителя (деполяризатора) химиялық ток көздері. Калий перманганаты тотықтырғыш ретінде қолданады көптеген органикалық синтезах, аналитикалық химия (перманганатометрия), медицинада. Қосылыстар марганец құрамына кіреді көптеген катализаторлар, атап айтқанда, ұсталады ускорителях «кебу» майлы бояулар (дәлірек айтқанда, майы құрамына кіретін бояулар, құрғайды, ал оттегімен тотығады ауа құра отырып, бұл ретте полимер). ӘДЕБИЕТ: Ахметов Н.С., Жалпы және бейорганикалық химия. — М.: Жоғары мектеп, 1989 Некрасов Б. В., Оқулық жалпы химия. — М.: Химия, 1981 Мақта Ф., Уилкинсон Дж., Бейорганикалық химия негіздері. — М.: Мир, 1979 Карапетьянц М. Х., Дракин С. И., Жалпы және бейорганикалық химия. — М.: Химия, 1993 Курстық жұмыс студент 15 топ Коршунова Юлия Александровнаның «Металдар. Марганец» Жетекшісі: т. ғ. д. Андреева Г. И. Тверь — 1996.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *